论文标题：Single Polymer Composites: An Innovative Solution for Lower Limb Prosthetic Sockets

论文链接：https://doi.org/10.3390/prosthesis6030033

期刊名：Prosthesis

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/prosthesis

在全球范围内，尤其是中低收入国家（LMICs），对经济实惠、性能可靠的假肢有着巨大需求。假肢接受腔作为连接残肢与假肢的关键承力部件，其性能直接决定使用者的行动能力与舒适度。然而，当前主流材料面临两难选择：廉价的单一热塑性塑料（如聚丙烯）强度不足、易变形；而高性能的碳纤维或玻璃纤维增强复合材料则成本高昂、制造复杂。如何突破这一瓶颈，开发出既便宜又坚固耐用的接受腔，是康复工程领域的一项重大挑战。

一项发表在Prosthesis期刊上的研究提出了创新性解决方案。研究团队成功利用自增强聚对苯二甲酸乙二醇酯（srPET）这种单一聚合物复合材料，开发了一套低成本、快速定制假肢接受腔的制造工艺。srPET材料源自常见的PET（如矿泉水瓶），本身具有可回收性，通过特殊工艺使PET纤维在PET基体中实现自我增强，从而获得了优异的力学性能。

研究的核心创新与发现如下：

1. 低成本制造工艺：研究团队开发了一种采用可重复使用真空袋和定制红外固化炉的制造技术。该工艺无需昂贵的预浸料或树脂灌注，将定制接受腔的制造时间缩短至2小时以内，大幅降低了生产成本与能耗。

2. 卓越的机械性能：经ISO 10328标准测试，srPET复合材料接受腔的机械性能令人瞩目，最高拉伸强度达132 MPa，承载能力超过5686 N。这不仅满足了假肢使用的国际安全标准，其性能甚至超越了部分传统复合材料。

3. 综合性能优势突出：通过多准则决策分析（TOPSIS）系统比较了不同材料接受腔在成本、重量和强度上的表现。分析表明，尽管生物基的聚乳酸（SPLA）复合材料在性价比上得分最高，但srPET（SPET）在可模塑性、可回收性以及综合性能平衡方面展现出更大优势，被认为是目前最理想的实用化候选材料。同时，玻璃纤维/碳纤维增强PET复合材料（DGF/DCF）则为活动量更大的使用者提供了更高性能的选择。

4. 成功的临床验证：利用该工艺为截肢者量身定制的srPET接受腔，在后续的6分钟步行测试中表现良好。受试者能够完成日常行走，且未报告不适或疼痛，初步验证了其临床应用的可行性与舒适性。

这项研究为假肢接受腔的制造提供了一条全新的、可持续的技术路径。它证明，利用srPET等单一聚合物复合材料，完全有可能在不牺牲性能的前提下，显著降低假肢的制造成本。这项成果尤其对提升中低收入国家假肢服务的可及性具有重要现实意义，为实现“为每个人提供定制化、负担得起的假肢”这一目标迈出了关键一步。未来的工作将集中于更大规模的临床长期随访，以进一步优化材料工艺并验证其长期耐用性。

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期刊介绍

主编：Marco Cicciu; Department of Biomedical and Surgical and Biomedical Sciences, Catania University, 95123 Catania, Italy.

Prosthesis（ISSN 2673-1592）期刊致力于为假肢学领域提供一个高水平的学术交流平台，其核心宗旨是采用跨学科研究方法，汇聚医学、物理学、数学、工程学与材料科学的相关成果，服务于全球假肢学领域的科研与临床社群。

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2024 Impact Factor：4.5

2024 CiteScore：4.7

Time to First Decision：23.9 Days

Acceptance to Publication：5.8 Days

期刊主页：https://www.mdpi.com/journal/prosthesis